全极化相控阵雷达波束扫描对目标观测极化散射矩阵的影响

全极化相控阵雷达天线的极化特性随着波束扫描角度的变化而改变,将给目标极化散射矩阵测量带来两方面的问题:一方面,天线的极化基定义在垂直电磁波传播方向的横截面内,使不同波束指向角度下的雷达观测极化基各不相同,从而导致不同波束指向下对固定姿态目标观测得到的极化散射矩阵不同;另一方面,天线的交叉极化会随着波束扫描角度增大而增大,导致相控阵雷达观测的目标极化散射矩阵元素之间会相互串扰。该文重点分析上述两个方面对目标观测极化散射矩阵的影响,以建立更精确的观测方程,为相控阵雷达极化精密测量提供数学依据。      

相控阵天线空域极化特性的高频仿真分析

以天线的空域指向为变化因素来分析研究相控阵天线的空域极化特性,推导了偶极子线性阵列在空域波束电扫时的极化特性.采用三维电磁仿真平台(XFDTD)设计了具有625个单元的平面矩形相控阵天线,计算了天线远场的主极化和交叉极化分量,进而利用空域极化描述子得到了不同波束指向下典型相控阵天线极化特性的变化规律.结果表明:相控阵天...     

基于辅助天线的目标极化散射矩阵估算方法

探讨了利用雷达主天线变极化特性和辅助天线结合测量目标极化散射矩阵的可行性。首先给出了雷达主天线不同变极化方式下的接收信号模型和辅助天线的接收信号模型，其次根据主天线变极化方式的不同，提出了两种估计雷达目标极化散射矩阵的方法，并简要分析了其估计的精度。最后，结合暗室测量数据仿真分析了雷达目标极化散射矩阵估计的精度，验证了本估计算法的有效性。     

人造目标圆极化SAR成像特性研究

本文推导了椭圆极化雷达散射矩阵与线极化散射矩阵之间的变换公式,分析计算了目标圆极化散射特性随目标定向角和轴比变化曲线。分析了三面角、二面角、偶极子（线状体）、圆柱体等目标的圆极化雷达散射特性,确认圆极化散射矩阵中各极化分量散射幅值（绝对值）均不随目标定向角变化,偶极子（线状体）目标圆极化散射矩阵各极化分量具有均衡的散射特性;三面角与二面角反射器圆极化散射能量呈现互补关系,三面角交叉极化强,二面角同极化强;圆柱体圆极化雷达散射交叉极化散射能量较大。对公路斜拉桥、舰船、圆柱铁桶等目标圆极化SAR图像进行分析判读,各目标圆极化SAR成像结果与圆极化雷达散射特性分析结果一致,揭示了圆极化SAR固有的目标成像特性。     

运动目标的时分极化测量研究

运动目标极化特性的测量是极化雷达探测与目标识别等领域非常关心的基础性问题。该文针对时分极化测量雷达,建立了动目标的瞬时极化测量模型。在深入分析目标极化回波的基础上,针对互易性目标,提出了一种基于交叉极化分量相位对齐的散射矩阵校准方法。研究结果表明在一定信噪比条件下,该测量和校准方法可以有效地消除因目标运动而导致的散射矩阵两列元素去相关。     

雷达目标极化散射矩阵测量的新方法研究

立足现有的单极化雷达,通过充分利用天线极化在空间并非一成不变而是空域指向的函数这一固有属性(简称"天线的空域极化特性"),提出了一种目标极化散射矩阵(PSM)测量的新方法.该方法无需两个极化通道,仅通过利用天线的空域极化特性以及对雷达接收回波进行处理,完成目标的PSM测量.首先分析了均匀矩形口径天线的空域极化特性;在此基础上,通过对天线扫描过程中多个接收回波的空域处理,导出了雷达目标PSM的估计方法,并详细分析了其估计性能;最后进行了计算机仿真,实验结果验证了算法的有效性.     

全极化雷达极化标校技术研究

受各种非理想因素的影响,极化测量雷达难以直接测得目标准确的极化散射矩阵（polarization scattering matrix,PSM）,因此,高精度极化标定是准确获取和利用目标极化信息的基础.本文从极化标校的基本原理出发,建立了PSM测量的误差模型,分析了主要误差因素对PSM测量结果的影响,阐述了无源和有源极化标定方法并对其性能和适用场景进行比较,分析了极化标校器的参数对极化标校精度的影响.分析结果表明,目标的交叉极化分量与极化测量雷达系统的极化隔离度处在相同水平时,目标的交叉极化分量测量结果会明显偏离其真值,通过极化隔离度优于测量系统隔离度无源或有源极化定标体对系统进行标校可以减小系统极化隔离度带来的测量误差.本文工作为极化定标体的研制和全极化测量雷达的系统标校奠定了基础.     

天线空域极化特性的表征及分析

在充分诠释天线的空域极化,尤其是空域瞬态极化概念的基础上,建立了天线空域极化特性的表征框架,给出了天线空域的经典极化描述子和瞬态极化描述子.分析了理论正交偶极子天线和实际干扰机天线的空域极化特性;讨论由于天线在空域的极化变化及极化不纯对雷达接收极化损耗的影响,并进行了相应的计算机仿真.结果表明:天线的极化特性在不同空间辐射方向是按一定规律变化的;而且这种变化特性影响着雷达接收损耗、抗干扰性能等各个方面.     

天线特性测量中极化基失配的影响及校准

对一部待测、待评估的天线,其交叉极化特性实际上是依赖于极化基的,极化基匹配或失配情况下,得到的交叉极化性能评估结果也不一样.文中首先建立了天线极化特性测最模型,推导了交叉极化测量校准约束模型,给出了该约束下的最佳收发极化基.并针对实际的雷达天线进行了外场测量实验,实测处理结果验证了上述结论.利用约束模型可对实测的极化方向图实现有效的校准.     

基于和差波束极化特性的目标极化散射矩阵测量方法研究

该文建立了一种基于常规单脉冲体制的目标全极化散射矩阵测量算法。首先证明了该型雷达天线具有复杂的极化结构,并且对回波信号的极化特性有一定的敏感性。利用单脉冲雷达和差通道的极化特性在获取目标角度信息的同时利用一个脉冲重复周期即可完成目标极化散射矩阵的测量,降低了全极化单脉冲雷达研发的系统复杂度和设计成本,通过电磁计算和仿真分析验证了上述研究的正确性。这对于开发现有雷达装备的极化测量处理能力、提升其抗干扰和目标识别能力具有一定的启发和指导意义。     

目标交叉极化散射特性的强度分析

对于雷达目标交叉极化散射弱于共极化散射的认识,具有易被忽视的前提,即通常当目标关于由天线和目标所确立的平面对称时,因两者之间相对位置的特殊性才使得目标散射的交叉极化分量明显弱于共极化分量。通过理论推导和测量实验,对目标交叉极化散射强度进行了分析,并在相当广泛的意义上证明了交叉极化散射并不一定弱于共极化散射。该结论对于进一步挖掘雷达极化信息获取能力,进而充分利用极化信息提高雷达工作性能具有一定的启发意义。     

新体制极化测量雷达的瞬态极化测量性能分析

瞬态极化雷达采用同时发射、同时接收的测量体制,可以利用正交极化通道的单次回波信号测量目标极化散射矩阵。首先给出了窄带瞬态极化雷达信号模型和信号处理方法;然后详细分析了两类瞬态极化雷达信号波形(频移脉冲矢量波形和正负调频斜率LFM矢量波形)的测量性能;最后用国防科技大学研制的X波段瞬态极化雷达系统开展外场实验,实验结果表明:与分时极化测量结果相比,两者的相对幅度测量结果差异小于2 dB,相对相位测量结果差异小于10,°从而验证了瞬时极化测量的有效性。     

雷达目标极化散射矩阵的瞬时测量方法

目标极化特性的瞬时测量是极化雷达探测与目标识别等领域非常关心的基础性问题.本文针对频移脉冲波形,研究了互易条件下目标极化特性瞬时测量问题.建立了瞬时极化测量雷达的目标回波模型,在深入分析了目标回波极化特性的基础上,提出了一种基于离散时间傅立叶变换的完整极化散射矩阵频域估计算法,证明其为无偏估计,给出了估计精度的理论公式和实验结果.     

基于极化特征图的定标精度应用需求分析

、目标参数反演等应用需求.     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

瞬态极化雷达中极化测量与校准的数学原理及实验验证

瞬态极化雷达是一种具有两路正交极化通道独立收发能力的新体制雷达,可实现目标极化散射矩阵的瞬时测量。在对传统的瞬态极化雷达目标极化散射矩阵测量原理进行分析的基础上,详细介绍了基于模糊函数矩阵的极化测量新方法,给出了相应的信号处理流程;并提出了基于单个金属球定标体的极化散射矩阵测量结果校准方法;最后介绍了基于瞬态极化雷达试验系统开展的仿真实验、外场测量实验及实验结果。     

特殊散射矩阵和极化特性分析

本文利用散射矩阵和单站雷达系统的最优极化状态分析,提出了共极化匹配系数、交叉极化匹配系数和自适应极化匹配系数三个新概念和便于计算的表达式。对三类特殊形式散射矩阵对应的散射问题进行了极化特性分析,并给出了若干结论。     

一种外场动态全极化RCS测量标校方法

在外场条件下,获取动态目标全极化雷达截面(RCS)特性是电子对抗和目标隐身研究的需求.分析了目标RCS极化散射矩阵测量体制,研究了外场动态全极化RCS测量的标校方法,并在实际测量中对此方法进行了验证.该方法可为外场动态目标全极化RCS测量提供参考.     

运动目标PSM的时分极化测量方法研究

针对现有的时分极化测量体制雷达,通过对波形产生器进行微小的改造,在相邻脉冲内生成正负斜率线性调频信号,提出一种可以在相邻的两个脉冲周期内获得高速运动目标的极化散射矩阵(PSM)的方法.利用正负斜率线性调频脉冲对斜率相反的性质,在一个极化切换周期内估计目标多普勒频移和时延,定义极化校准矩阵,同时利用相邻两个脉冲回波的信息,通过对极化校准矩阵求逆,精确获得极化散射矩阵四个元素的值.仿真结果中与传统方法进行了对比,证明了该方法的可行性和优越性.